16万吨a丁二烯项目设计的概述摘要中文.doc

摘 要 本项目的主要内容是16万吨/a丁二烯项目设计的概述。 第一部分 背景及意义 在我国经济快速增长、对原油及天然气的需求逐年增加的形式下，发展煤化工对我国能源结构的调整具有重要意义。但是面临着石油、天然气、煤等的化石类自然资源的有限性日渐突出，对以上述资源为原料的初加工烃产物进行深度利用，已成为烃化工行业提高资源利用率和综合经济效益，实现可持续发展的一项重要任务。其中混合C4烃类的综合利用成为我们研究的重点。典型的C4烃类的组成是异丁烷、正丁烷、异丁烯、正丁烯、2-丁烯、丁二烯、其它。丁二烯（butadiene）是重要的聚合物单体，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯，能与多种化合物共聚制造各种合成橡胶和合成树脂。其每年消耗量中，大约有80％以上用于合成丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶及ABS 树脂等；少量用于生产环丁砜、1，4-丁二醇、己二腈、己二胺、丁二烯低聚物及农药克菌丹等。丁二烯也是多种涂料和有机化工原料。 由于我国丁二烯的生产能力和产量不能满足国内实际生产的需求。因而每年都得大量进口。根据海关统计，2003年我国丁二烯的进口量为1359万t。2004年增加到l9.59万t ，创历史最高记录。此后，由于国内产量的增加，进口量开始减少，2005年减少到l4.72万t，2006年进一步减少到8.92万t。比2005年减少约39. 40％进入2007年，由于中国石化高桥石油化工公司的聚丁二烯橡胶生产装置扩能改造完成，南京扬子金浦橡胶有限公司l0.0万t／a乳聚丁苯橡胶装置建成投产，合成橡胶生产能力大增，加上ABS树脂产量的大幅度增加，使得对丁二烯的需求量大增，而国内产量不能满足实际生产的需求，因而进口量又出现了反弹。 本项目的投产不仅缓解我国丁二烯的市场短缺问题，并且充分利用了裂解乙烯副产物混合C4，有很好的市场前景。1吨的丁二烯理论需要2.26吨混合C4，由于涉及到塔的效率问题及损耗，因此制取1吨的丁二烯实际需要 5.6吨的混合C4原料，所以经过计算得出要制取16万吨的丁二烯需要混合C4 84万吨。因国内丁二烯的生产能力有限，本项目将丁二烯产量定为16万吨符合自身实际生产能力。 第三部分 工艺简介 1 工艺介绍 混合C4抽提丁二烯工艺由日本瑞翁公司开发的GPB法工艺技术。在满足其生产任务要求的前提下，使其能耗进一步降低，成本降低。通过本项目的设计，可以得到年产16万吨纯度为99.9%的丁二烯。 图2-1 总工艺流程图 2 第一萃取精馏工段 来自原料蒸发罐的混合C4与萃取剂DMF在第一萃取精馏塔中反应，塔底由溶剂再沸器和蒸汽再沸器共同为该塔提供加热能量。反应后与1，3-丁二烯相比其相对挥发度高于1.0的组分，都在这部分除去。 3 第二萃取精馏工段 第二萃取精馏塔的进料中主要含有丁二烯和在DMF中比丁二烯更易溶解的组分。由循环溶剂泵送来的萃取剂DMF进入该塔，发生第二次萃取精馏。该塔中相对挥发度较大的1，3-丁二烯（含少量杂质）从塔顶镏出，冷凝后，一部分回流，另一部分采出进洗胺塔。 4 普通精馏工段 C4原料中大部分杂质在第一和第二萃取精馏塔脱除，但1，3-丁二烯中仍含有一定的杂质，需要在普通精馏塔中脱除。 5 溶剂净化工段 萃取精馏部分的循环溶剂在此处净化，工艺过程中排放的被污染的溶剂和污水也在此净化。通过溶剂再生釜脱出溶剂中的重组分。通过溶剂精制塔脱除溶剂中的轻组分。 第四部分 热量集成 合理利用能源既是提高项目经济效益的有效途径之一，也是项目发展的重要保证。本项目中结合工艺物流的自身特点，在确保稳定生产的前提下，使用了Aspen Energy Analyzer 软件对工艺系统进行换热网络的设计，尽可能在冷热工艺流体之间进行热量交换，回收余热，循环使用工艺水等，降低公用工程的消耗。 图2 平衡组合曲线 图3 换热网络设计 第五部分 厂区选择及布置 1 厂址选择 厂址选择考虑了原材料、交通、地质、气候和市场等因素，最终拟建于宁夏银川宁东能源化工基地。宁东能源化工基地位于宁夏中东部，在灵武、盐池、同心、红寺堡地区，是宁夏回族自治区的“一 号工程”。 该基地具有丰富的煤炭资源，可提供丰富的混合C4，使本项目可以就地取材，大大节约成本；与其毗邻的水电工程供应能保证充足的供给，确保生产顺利进行；其有利的地理和气象优势，能保证建厂的顺利实施；其便利的交通为运输提供了良好条件，减轻了产品运输压力；强大的技术后盾为该基地项目的建设提供专业、权威的技术保障；政府积极出台的工业发展政策以及高度重视为本项目的建设提供了保障。 2 总厂及车间布置 根据相关设计规范及国家的相关规定，综合考虑工厂布置的各方面因素，结合AutoCAD以及3D Max 软件